线程池是池化技术的一种实现,用户对线程做统一的管理,通过统一的管理来降低资源的消耗与提高资源的利用率。
本文将通过一个小故事来回顾一下java线程池的前世与今生。
P1:上古时代
对于早期的计算机语言,设计的基本思路都是通过一个Main函数启动,开启主进程。之后在这个主进程中,再开启一个个工作线程。如果主进程挂掉,那么整个程序也就终止了。
故事
张某三去饭店吃饭,需要凭票入场。
张三想进去吃饭,门童会在门口用石板刻上张某三,把这块牌子给张某三。
到饭点饭店开使营业了,只要有拿到票,那就可以进去了,进去的时候门童就把票根砸碎。
这时票是一次性的,用完就没了。这家饭店就属于邀请制,给你发一张券你能来一次。
线程的上古使用
从远古的jdk1.0
开始,就有Thread
类与Runnable
接口。Thread
类也是实现了Runnable
接口。所以无论是通过继承一个Thread
类重写run
方法,还是实现Runnable
接口重写run
方法后,再丢入Thread
构造器本质上都一样,都是将这个任务赋值给Thread
类中的类型为Runnable
的target
属性。
创建一个Card类,就相当于是故事中的门票。后续故事中也同样会使用。在实际工作中,可以理解为一些特别耗内存的大对象、或者耗费时间的io操作或者网络请求。
@Data
class Card {
String name;
}
通过Main方法直接执行。其中Card
对象,Thread
对象都被重复创建了多次。所以在上古时代,这种使用线程的方法是非常麻瓜的。
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
Demo demo = new Demo();
demo.old();// 上古时代
// demo.old2();//古代
// demo.old3();//近代
System.out.println("demo -> end");
}
public void old() throws InterruptedException {
AtomicInteger times = new AtomicInteger(0);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
new Thread(() -> {
Card card = new Card();
card.setName("张某三特邀贵宾" + times.incrementAndGet());
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+card.getName());
}).start();
}
Thread.sleep(100);
System.out.println("门票创建"+times.get()+"次");
}
从打印的结果也可以看到,每一次都是一个新的线程在执行任务。
P2:古代
故事2.0
张某三又去这家饭店吃饭,同样需要凭票入场。
门童在门口用石板刻上了店铺高级vip,把这块牌给到了张某三。
这样一来,只要饭店不倒闭,张某三就能凭票进场。
等饭店到了饭点开始营业,张某三凭票进场,吃完之后又把票塞进编织袋好好保存,放在家里贡了起来。
这块号牌此时就类似于丹书铁券、免死金牌,父传子子传孙,出入这种高级场所有牌就行,属于高级会员制。
线程的古代使用方式
public void old2() throws InterruptedException {
AtomicInteger times = new AtomicInteger(0);
Card card = new Card();
card.setName("张某三VIP"+times.incrementAndGet());
Runnable eat = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName()+card.getName());
LinkedBlockingDeque<Runnable> eats = new LinkedBlockingDeque<>();
for (int i = 0; i< 10; i++) {
eats.add(eat);
}
new Thread(()->{
//线程死循环, 模拟线程不退出, 一直会尝试去获取任务
AtomicInteger eatTimes = new AtomicInteger(0);
for (;;) {
do {
try {
eats.take().run();
Thread.sleep(3);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
} while (eatTimes.incrementAndGet() < 10);
break;
}
}).start();
Thread.sleep(100);
System.out.println("门票创建"+times.get()+"次");
}
从执行结果可以看到。耗时的Card
只被新建了一次,Thread
线程也只被创建了一次。说明已经共用了线程与对象。从日志看到,也确实只有一个线程Thread-0
执行任务。
方案就是一直让线程执行死循环等待,从任务队列中取任务。更高级的操作应该是让线程在没有任务时休眠,而不是一直争抢CPU时间片
,当然这些功能在近代jdk1.5
中已经实现。
P3:近代
故事3.0
张某三又去这家饭店吃饭,需要凭手牌入场。
门童给你一块手牌,手牌上只写了39号。
饭店开始营业之后,张某三吃完饭叼着牙签出来,看到李某四饿的骨瘦嶙峋,饿的好几天没吃饭了。
于是张某三一发善心,转手100块钱就把这个手牌卖给了李某四。
李某四拿着手牌,门童验明真伪,确实是他们饭店发出去的手牌,也就让李某四进去了。(李某四吃完饭,没有钱付餐费,这个时候饭店把李某四catch住,把手牌也顺便给销毁了,这部分就属于线程异常时的处理,有机会另开一篇聊聊)
近代使用方式
单线程的复用并不优雅,对于内部的执行逻辑,管理并不方便。所以在jdk1.5
之后,JDK提供了ExecutorService
类,实现了线程池的功能。当然我们用的最多,问的最多的还是ThreadPoolExecutor
。
public void old3() throws InterruptedException {
ExecutorService shop = Executors.newSingleThreadExecutor();
AtomicInteger times = new AtomicInteger(0);
Card card = new Card();
card.setName("张某三手牌"+times.incrementAndGet());
Runnable eat = () -> System.out.println(Thread.currentThread().getName()+card.getName());
for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
shop.execute(eat);
}
Thread.sleep(100);
System.out.println("=======张某三完事=========");
// 转卖手牌
card.setName(card.getName().replace("张某三", "李某四"));
for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
shop.execute(eat);
}
Thread.sleep(100);
System.out.println("门票创建"+times.get()+"次");
}
创建了一个单线程的线程池,因此只有一个线程会执行任务。通过线程的命名方式也被改写为pool name+thread name
。
耗时的Card
只被创建了一次,Thread
的创建被封装进了线程池中,并且同一个线程可以执行多种任务。另外,线程池也提供了比较丰富的API对线程池的状态做管理。
P4:现代
最近几年,慢慢在网上可以看到关于线程监控方面的文章。说明当前对线程池的需求也不仅仅局限在用这一方面。对线程的管理,或者是对线程的精细化管理将成为重点。
不过在国内看到的文章大都是基于美团技术文章的实现。更详细的可以看写美团的文章,也可以在网上搜索下相关的博文。
https://tech.meituan.com/2020/04/02/java-pooling-pratice-in-meituan.html